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基于六西格玛的层间隔震体系施工质量改进研究

日期:2021年02月11日 编辑:ad201107111759308692 作者:无忧论文网 点击次数:844
论文价格:150元/篇 论文编号:lw202101251515378459 论文字数:31256 所属栏目:建筑工程质量管理论文
论文地区:中国 论文语种:中文 论文用途:硕士毕业论文 Master Thesis

本文是一篇建筑工程质量管理论文,本文通过工程实际与本课题的研究意义,主要做了两部分的研究工作。首先是基于传统建筑工程质量控制理论,运用六西格玛技术对模型进行改造,引入 DMAIC 循环,建立六西格玛质量控制模型。其次是结合实际工程背景,采用六西格玛质量控制模型解决层间隔震体系下支墩结合层空鼓开裂问题。


1 绪论


1.1 研究背景及意义

1.1.1 研究背景

在人类历史长河中,质量应运而生,直到上个世纪五十年代,生产力迎来速猛发展时期,顾客对于产品要求趋向结构复杂化、品种尺寸多样化以及精细化,对于企业质量要求明显高于以往。爱德华兹·戴明提出以顾客为导向,跨部门合作,经过严格的培训,采用数理统计对全流程进行检测改进,减少不合格带来的损耗,提高产品合格率。日本公司采用戴明的全面质量管理后,在四年内工业水平迅速崛起。

质量主要依托于产品,已经是企业综合竞争力的表现。建筑工程是一种特殊的产品。其除了具备工业产品特征外,一般生产周期都比较长、单体个性化强及无法长距离移动,无法像其他工业产品在工厂采用标准生产线进行大批量生产。正因为其只能在项目所在地生产,项目当地自然及社会环境给建筑施工带来很多不确定性,采用同样的施工工艺,质量管理的控制点及难度也不相同。相对于其他工业而言,建筑行业机械化低,需多专业、多工种交叉配合,其质量波动程度也比较大,质量管理尤为重要,特别是新技术应用,精细化的管理更能有效提升其工艺有效实施。

对于建设工程而言,质量管理是保障建设项目达到客户需求的一个重要活动,其最终直接会影响项目能否正常交付。但质量管理并不是独立存在,它在活动过程中综合考虑项目生产能力实际水平、进度控制目标、成本控制目标、安全管理目标及其他因素,来制定活动目标,保障项目质量水平的同时,配合其他目标的实现。

随着我国经济的快速发展,城市化水平持续升高,各地区均大力发展基础建设,但不局限于房地产、地铁、道路、综合交通枢纽及标志性建筑,尤其是国家中心城市及周边地区。我国位于环太平洋地震带与欧亚地震带之间,受菲律宾海板块、印度板块及太平洋板块挤压,我国很多地区所处地震带均比较活跃,例如以唐山为代表的华北平原,有记载以来已经发生 4.7 级地震不下于 160 次,尤其是唐山的 7.8 级地震。因此消除或降低地震对建筑物带来的损害,研究建筑减隔震技术及保证施工质量,成为了一个值得研究的课题。

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1.2 国内外研究现状

1.2.1 国内研究现状

层间隔震系统是通过设置在隔离结构的上层和下层之间的隔离装置,减少建筑物结构地震的技术,与基础隔震系统不同的是,层间隔震系统一般用在基础上安装隔离装置是很不方便的建筑上,如上层建筑与防止海水侵蚀的海洋建筑的质量或刚性差异较大的垂直对不规律建筑物。

期初层间隔震是用于旧楼的加固和改造的一种技术。[2]随着曾减隔震技术的开发和实际需要,直至 1960 年汕头博物馆临近海边,基础隔震已不适用,决定采取层间隔震体系,自此层间隔震开始逐渐向新建建筑进行发展。

张敏和李亚飞,为了提高底部框架砌体结构的抗震性能,在上部砌体结构底部设置了隔震装置,形成底部框架砌体层间隔震结构,并给出了该结构的振动方程,采用非线性数学规划法研究了该结构下部框架顶层和上部砌体的位移响应方差,探究了隔震装置阻尼比及上下部结构频率比和质量比对位移响应方差的影响规律,表明该结构隔震层阻尼比宜大于 0.2,上下结构频率比宜不超过 0.8,上下结构质量比不宜小于 0.5。[7]

王雪亮和王秀鑫等人,提出了一种上木下混结构采用的层间隔震设备,该隔震装置具有足够的竖向承载力和耗能能力,在多遇地震作用下,减震效果不明显;在罕遇地震作用下,隔震支座产生了充分的滑移,并进入二次变形阶段,滞回曲线饱满,耗能充分。[8]束伟农和朱忠义等人,结合昆明长水国际机场航站楼、海口美兰国际机场 T2 航站楼及北京大兴国际机场航站楼等工程,对比分析了基础隔震、跨层隔震、层间隔震的设计及应用情况,探索出了一种可被同类工程借鉴的设计方法。

韩淼和韩蓉等人,提出对遭遇含长周期大脉冲的近断层地震动的隔震支座进行软限位保护,可以限制隔震层变形,但对主体结构地震响应有增大影响;通过对限位设计参数优选,可将主体结构响应控制在不发生损伤或轻微损伤范围内。

陈云和李飞燕等人,为研究偏心大底盘层间隔震结构的地震响应,建立一个典型的偏心大底盘层隔模型结构,大底盘 2 层、塔楼 6 层,隔震层设置于塔楼底部.进行了层隔模型和对比抗震模型的数值分析和振动台试验,最终表明:塔楼各层加速度和层间位移减震效果显著;底盘加速度响应没有降低,层间位移减震效果不明显;在加速度 0.4g 和 0.6g 作用下底盘分别进入了弹塑性状态和达到中等破坏程度。

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2 质量控制与六西格玛的基本理论


2.1 建筑工程质量控制

建筑工程属于制造业,但是相较于其他制造业来说存在很大不同,其特点主要为:

(1)标准化程度低。建筑业是劳动密集型产业,主要依靠机械配合人力进行施工。从基坑捡底到结构封顶,从结构砌筑到精装竣备,人力占主要地位,加之门槛低,劳动强度大,越来越少的年轻人会从事建筑业,导致秋黄不接。

(2)项目固定性差。建筑产品施工地即为交付地,每个项目之间差异性很大,所以造成施工行业很建立固定的流水线及标准化的施工条件。在每个项目施工中均存在差异,而且都是一次性生产,稍有差错就可能会造成质量偏差,因此工程质量管理难度特别大。

(3)隐蔽性很强。工程属于一次性产品,大部分工序施工完成后即被隐蔽,过程施工质量会给后续埋下很多不确定的风险。整个建筑中多专业穿插,系统复杂,隐蔽后不易更改,且缺陷一直存在。

(4)受外部因素影响比较大。具体包括政府主管部门的监管、天气及自然因素、人员流动性大等外界因素。各种外界因素发生变化,均会造成项目波动。

(5)管控目标比较多。建筑工程主要为四大目标:质量、进度、安全及成本。四个目标之间相互影响和制约,改变任何一方均会对其他三方造成其影响。

建设工程质量是国家现行法律、法规、行业标准等国家及地方规范,公司集团、设计部门及业主等各方,对于建筑工程安全性、适用性、耐久性等指标的要求。受建筑工程特点的影响,建筑工程质量影响因素比较多,而且差异性还比较大,因而需要找到一种既可以精确控制施工质量,又不会过多影响成本、进度及安全的管理方法。

图 2.1 建筑工程质量管理

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2.2 六西格玛

2.2.1 六西格玛的概念

六西格玛是上个世纪八十年代末期由美国摩托罗拉公司提出的一套以满足顾客需求为中心、持续改善企业经营业绩的管理模式和方法系统,主要是通过数据收集及结果分析,来减少产品和服务的缺陷。

六西格玛的重点不仅在于产品和服务的质量,还在于过程的改善。西格玛为希腊字母 σ,在数理统计学中为“标准差”(也称“均方差”),是方差的平方根。它表示分布距离平均值或目标值 μ 的程度,反映了数集的离散程度,其越小即数据越集中,反之数据越分散。

当企业达到六西格玛水平时,其百万缺陷率为 3.4。在实际生产中,x 会受到很多方面的因素影响,如人为因素、机械因素、材料因素、管理因素、环境因素及测量因素,这会造成最终输出的数据的分布中心与目标中心重合的概率很低。过程中需对这些影响因素进行控制,使其向目标值靠近。

随着六西格玛的运用及发展,模型逐渐扩大,甚至可以改善服从二项分布及泊松分布的故障模型。其主要关注百万缺陷率 DMPO,通过降低 DMPO 来提高整体质量水平。

起初摩托罗拉提出六西格玛,主要是针对制造业,采用数理统计的方法,提高企业生产质量水平。随着越来越多的企业引入六西格玛,对其研究逐渐深入,使其不仅能适用于制造业,更能对其他行业的流程进行改进,现在的六西格玛被赋予了更多的管理含义,越来越多的企业将六西格玛的价值观和改进方法融入到了企业文化中。[29]

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3 层间隔震体系下支墩质量控制...........................14

3.1 层间隔震体系下支墩作用机理..................14

3.1.1 层间隔震体系的构成.................14

3.1.2 下支墩作用机理................16

4 某机场航站楼工程隔震体系下支墩施工质量控制实证分析......................24

4.1 工程概况............................24

4.1.1 工程概况......................24

4.1.2 隔震体系背景......................24


4 某机场航站楼工程隔震体系下支墩施工质量控制实证分析


4.1 工程概况

4.1.1 工程概况

某机场航站楼位于我国某条地震带附近,设防烈度 8 度,钢结构屋顶最高点为 50m,结构设计年限为 100 年。该航站楼中央主楼东西宽 350m,各指廊长约 420m,航站区工程总建筑面积为 143 万平方米,地上五层,地下两层,局部含夹层。地下二层为地铁、高铁及城铁穿过及到达层,设计时速 300km/h,底板标高为-18.25m;地下一层为地铁、高铁及航站楼换成层,高度为 6.5m~8.2m;夹层为设备用房及其他用途房间;地上为航站楼出发大厅、达到大厅等,具体剖面详见图 4.1。

图 4.1 某机场航站楼剖面图

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结论

本文通过工程实际与本课题的研究意义,主要做了两部分的研究工作。首先是基于传统建筑工程质量控制理论,运用六西格玛技术对模型进行改造,引入 DMAIC 循环,建立六西格玛质量控制模型。其次是结合实际工